pdn 原来你是这样的PDN

文本|陈亮

每个人都熟悉PDN。在印刷电路板电源趋向于低电压、大电流的今天，电源输送网络的设计尤为重要。为了保证系统的稳定运行，不仅要考虑电源的DC压降，还要考虑电源的噪声是否满足系统要求。每个工程师都希望自己项目的电源和自己一样安静。

要了解寄生参数对电容滤波效果的影响，需要引入容抗和感抗。因为寄生参数的变化会改变容抗和感抗，进而影响电容的滤波能力。想知道变化原理的同学，要仔细看公式。不想看公式的同学直接看加粗的笔记。

容抗:交流电路中，电荷在电路中周期性地来回移动，电荷的移动速度与电压、电容、频率成正比。电容与频率相乘得到一个类似于电阻的量。因为没有热量，这个量叫容抗，容抗的单位是欧姆，电阻的单位也是欧姆。

容抗公式:

Xc电容电抗值

ω角速度

π PI

f频率

电容法拉

从公式中可以总结出以下三点:

由于容抗和感抗的影响，实际电容器的阻抗会随着频率的变化而变化。

由于寄生参数对电容的影响，实际的电容只有在谐振频点附近的频段才具有良好的滤波效果。根据电容阻抗公式可知，大容量的电容谐振频率点较低，而小容量的电容谐振频率点较高。通过并联使用不同容量的电容，不同的谐振频率可以覆盖工作频段，使得整个工作频段可以获得良好的滤波效果。这就是为什么电源通常需要使用不同尺寸的电容进行组合滤波。由各种不同大小的电容阻抗曲线组成的包络是电源的PDN阻抗曲线。下面的红色曲线:

电源的PDN阻抗曲线是PCB滤波能力的直观体现。

通过频域目标阻抗法分析PDN阻抗曲线，可以判断我的PCB滤波能力是否满足系统对电能质量的要求。说到这，有朋友要问，如果某些频段的PDN阻抗不满足怎么办？通常我们会增加这个谐振频率的电容，或者调整周围频段的电容来降低这个频段的阻抗。

因为电源的PDN曲线不是固定的。电容本身的封装尺寸、容差等因素都会影响电容的阻抗曲线。除了器件本身的影响，设计中引入的安装电感也会抵消电容的阻抗曲线。设计不好会引入过大的安装电感，甚至使电容失去滤波效果。由于低电压大电流电源对滤波能力要求较高，PDN阻抗裕量较小。因此，有必要通过仿真获得准确的电源PDN阻抗曲线。

—结束—

本期问题

好的设计可以避免引入过大的安装电感，那么在设计中有哪些方法可以降低电容器的安装电感呢？欢迎各位朋友加入评论区的互动！